[doc] 弓形虫感染孕妇体内及胎盘细胞免疫作用的研究进展

[doc] 弓形虫感染孕妇体内及胎盘细胞免疫作用的研究进展 弓形虫感染孕妇体内及胎盘细胞免疫作用 的研究进展 ? 158?2002年7月第29卷第4期 弓形虫感染孕妇体内及胎盘细胞免疫作用的研究进展 南京医科大学第一附属医院妇产科陈炳兰综述王海琦审校 摘要为了探讨提高胎盘免疫功能的机制,阻断弓形虫母婴垂直传播,降低胎儿宫内感染率, 本文综述了对弓形虫感染时孕妇体内及胎盘细胞免疫作用的研究进展. 关键词弓形虫感染胎盘细胞免疫 弓形虫是一种机会性的,专性的,细胞内 寄生原虫.世界各地的人群感染率不等,法 国高达90%.中国人群感染率20%左右,孕 妇为3.6%一15%….孕期感染不但易致流 产,早产,死胎,死产和胎儿畸形,而且可通过 胎盘血循环垂直传播导致新生儿患先天性弓 形虫病.妊娠早期感染可引起流产及致畸, 而怀孕晚期则主要发生神经管缺陷及其它远 期后遗症.妊娠期弓形虫感染而未经治疗的 妇女,其新生儿先天性感染的可能性为20% 一 65%,且其母婴垂直传播的危险性随妊娠 进展而增加,妊娠前3个月为25%,而妊娠 后3个月可达65%_3J.弓形虫感染后获得 性免疫中以细胞免疫为主,细胞免疫中抑制 和杀伤弓形虫的主要效应细胞为激活的T 细胞,巨噬细胞(Mq’)和自然杀伤细胞(NK 细胞),其中T细胞释放的细胞因子在促进 抗体产生,激活Mq’和增强NK细胞毒性中 起关键作用.孕期胎盘具有一定屏障作用, 保护胎儿免遭侵袭.国内学者应用I标 记弓形虫感染怀孕l4天的小白鼠,动态观察 I一弓形虫分布,结果发现胎盘感染率为 85.8%,胎鼠为76.8%(P<0.01),胎盘感染 率高于胎鼠的.国外采用聚合酶链反应 (PCR)[51及胎盘和脐带血动物接种_6弓 形虫等也发现类似的结果,说明胎盘在 阻止弓形虫垂直传播中起一定的屏障作用. 1弓形虫感染与细胞免疫 弓形虫感染早期首先激活的是先天性免 疫反应,如Mq’和NK细胞对弓形虫非特异 性的杀伤作用.但最重要而有力的抗弓形虫 效应来自细胞免疫,体液免疫也起一定的协 同作用.NK细胞是外周血液中T细胞抗原 受体阴性的淋巴细胞,其杀虫作用不需特异 性抗体介导,因而在弓形虫感染早期特异性 免疫建立之前起重要作用. NK细胞是重要的免疫调节细胞,可释 放细胞因子白介素(IL一2)和干扰素一7(IFN一 7)而参与机体的免疫调节,而IL一2和IFN一7 反过来也可激活NK细胞,增强NK细胞和 靶细胞的结合,溶解或破坏靶细胞,从而增强 其杀伤弓形虫作用.因此,在特异性免疫建 立之后,NK细胞也是杀伤虫体的一类重要 的效应细胞. Mq’属单核吞噬细胞系统,由骨髓内多 功能干细胞分化而来,为先天性及获得性免 疫反应的重要免疫活性细胞.在弓形虫感染 过程中,Mq,有两种功能,一方面,它是通过 氧与非氧机制控制和杀灭细胞内寄生原虫的 效应细胞;另一方面,它也是有利于寄生虫生 存和繁殖的长期宿主.Mq’在弓形虫感染中 的免疫调节作用,主要通过活化而产生各种 具有生物活性的细胞因子如肿瘤坏死因子一a (TF—a),IL一10和IL—l2等发挥作用.T细 胞是弓形虫感染中起主要作用的效应细胞, T细胞按其功能可分为CIN和CD8等亚 群,C【)4和CD8分别存在于诱导一辅助性T 细胞及抑制一杀伤性T细胞面.CD4依其 产生的细胞因子不同又可分辅助性(Thl和 国窆医生壹生虫痘跹 Th2)两个亚型,前者主要产生IL一2,TNF-a 和IFN一7,后者则以产生IL一4,IL一5,IL一6和 IL—l0为主.近年的研究表明,CD8T细胞 也可分为细胞毒性(Tcl和Tc2)两个亚型. Tcl主要产生IL一2,TF一0t和IFN一7,Tc2以 产生IL一4,IL一5,II一6和II一l0为主. CD8T细胞是杀伤弓形虫的主要效应细胞, CD4T细胞起重要的协同效应.在弓形虫 感染中,CD4先于CD8出现在应答性淋巴 液中,随感染时间延长,CD8比率逐渐上升. 下面就这些免疫活性细胞分泌的与弓形虫感 染有关的主要细胞因子作一介绍. 1.1IFN-丫 IFN一7为激活M中和NK细胞的主要细 胞因子,它主要由CD4细胞产生,C【)8及 NK细胞也可产生少量,外源性II,l2可提 高其产量.现有文献表明IFN一7是宿主抗 弓形虫的重要介质J,它参与抗弓形虫作用 的途径有多种,其中最主要的途径为激活 M牵产生高水平的一氧化氮(NO),从而抑制 和杀伤弓形虫.给予致死量弓形虫感染鼠用 IFN一7处理后可延长其存活时间,而用抗体 中和IFN一7可削弱宿主的保护性反应而致 其发病率和死亡率升高.在体外以不同剂量 IFN一7刺激昆明鼠腹腔M牵,观察其对入侵 RH株速殖子的作用及培养上清中NO的水 平.结果显示:随着IFN一7剂量的增大,M牵 抗虫作用增强,培养上清中NO水平升高J. IFN一7也可通过一种非氧机制而提高其杀寄 生虫活性.如:通过色氨酸和离子剥夺机制, 从而对于弓形虫在M牵内繁殖产生抑制作 用. 1.2TNF.仅 TF一0t是由致敏或活化的单核巨噬细 胞产生的一种小分子蛋白质,是机体炎症与 免疫反应的重要调节因子.研究认为,TNF一 0t的产生与先天免疫反应有关,包括激活M中 和NK细胞川J.以往对其抗弓形虫作用一 ? 159? 直存在不同的实验结果.有报道认为TNF— a在体内不能抑制弓形虫在M牵内的繁殖,但 现有研究认为TF一0t对IFN一7的抗弓形虫 效应起重要的协同作用.Langermans等J 应用抗TF—a中和抗体,阻断了IFN一7在小 鼠体内的抗弓形虫效应.在研究中亦观察到 TF_a只能诱导M牵轻微的抗弓形虫效应, 而与亚刺激量的IFN一7结合几乎可以完全 抑制弓形虫的繁殖u引. 1.3II,l0 IL—l0产生于B细胞,肥大细胞,M牵, CD4及CD8细胞,是一种细胞因子合成抑 制因子,能有效地抑制Thl型细胞因子(IL一 2,TF一0t,IFN一7等)在n-aRNA水平上的表 达,是Thl细胞产生IFN一7的强有力的拮抗 剂.据报导IL—l0抑制IFN一7合成的机制在 于它可抑制Thl细胞产生IL一1,IL一12,TF. a,而这些因子是最理想的T细胞和NK细 胞产生IFN一7的刺激剂;它也可抑制抗原 递呈,直接或间接抑制CD8和NK细胞的 活性.另外,IL—l0可抑制M牵的效应. Gazzinelli等报道IL一10能抑制IFN一7诱 导的M牵对弓形虫的杀灭作用,同时IL—l0 还能抑制活化M牵NO的产生,减少M牵表达 主要组织相容性抗原(MHCI及?)类分子, 并且这两种抑制作用相关联.因此,IL—l0 的产生是寄生虫逃避IFN一7依赖的细胞免 疫的重要策略,这些事实均证实了IL—l0的 免疫下调节作用. 1.4II,2 低毒株弓形虫免疫鼠的脾细胞在弓形虫 可溶性抗原(TIA)的刺激下可产生IL一2,并 且证明IL一2是由CD4分泌的,随后的实验 又证明了IL一2在活化CD8中起重要作用. II一2可明显增强小鼠抗急性弓形虫感染的 能力,延长小鼠的存活时间.给予致死性弓 形虫感染鼠II一2,可以明显延长动物的存活 时间,而且以IL一2培育的淋巴因子激活的杀 ? 160? 伤细胞(LAK细胞)可诱导对弓形虫的明显 杀伤活性.有学者研究了IL一2在体内的抗 弓形虫作用,应用.H一尿嘧啶(.H—U)特异性 标记弓形虫在小鼠腹腔M(MPM)内的增殖 实验和I一尿嘧啶核苷(I-UdR)标记的细 胞毒试验.结果发现:IL一2对MPM的抗弓 形虫作用无明显影响,但可提高小鼠脾细胞 杀伤肿瘤细胞及弓形虫自身感染靶细胞的能 力,提示IL一2体内应用抗弓形虫的机制在于 提高机体免疫细胞杀伤弓形虫感染细胞的能 力.. 2孕期弓形虫感染与细胞免疫 现有研究一致认为,在妊娠期机体的细 胞免疫功能下降.但弓形虫感染时机体细胞 免疫处于活跃状态以有效地对抗弓形虫感 染,细胞免疫功能的上调将导致流产,死胎等 一 系列并发症.但妊娠期弓形虫感染并非都 出现上述并发症,同时,孕期弓形虫急性感染 者大多无明显临床表现,这说明妊娠期机体 免疫系统对外来抗原的入侵的免疫应答有可 能不同于正常未孕状态.另外,孕期的胎盘 作为一个特殊的免疫器官在介导母亲和胎儿 间免疫耐受及对外来抗原入侵的保护性免疫 反应方面均起重要作用.胎盘绒毛表面的合 体滋养层细胞是一巨大的合胞体,在母亲胎 儿间形成一连续的物理屏障,具有选择性的 通透作用,避免了母亲胎儿间免疫活性细胞 广泛,直接的接触.而胎盘内的免疫效应细 胞,如T细胞,M中和NK细胞等形成一道胎 盘内的细胞免疫屏障.妊娠期T细胞占蜕 膜白细胞的比例不到20%,其中70%为 CD8T细胞,CD4/CD8比例明显倒置. 同体内其它免疫活性细胞一样,这些免疫细 胞也具有产生各种细胞因子调节细胞免疫的 特性,同时在胎盘局部又具有特殊的功能. 目前多种文献报道并证实存在于胎盘中的参 与细胞免疫反应的细胞因子种类很多. 2002年7月第29卷第4期 2.1IFN-Y 胎盘内CD4及CD8细胞,滋养层细胞 在受病毒感染或在集落刺激因子(CSF),血 小板生长因子(P【)()作用下能够产生大量 IFN一7.IFN一7为激活M中和NK细胞的主 要细胞因子.IFN一7主要来自活化T细胞, NK细胞,胎盘滋养层细胞及Hofbauer细胞. 其受体在胎盘主要分布于细胞滋养层,故可 能调控滋养层细胞的生长.IFN一7可通过诱 导单核巨噬细胞的主要组织相容性?类抗原 (MHC-1I)表达参与抗原提呈和特异性免疫 识别过程”J.体外研究表明,IFN一7可抑制 滋养层细胞的过度增生,其与TNF一12.协同作 用可抑制胎儿的发育,同时对胚胎纤维母细 胞有细胞毒作用. 2.2ILs 2.2.1IL一2 在胎盘种植处有多种免疫活性细胞浸 润,其中T细胞与母胎血液中的T细胞经活 化后均可产生IL一2.Chemicky等?证实胎 盘合体滋养细胞产生IL一2,并在整个妊娠期 间均表达IL.2.IL一2作用于胎盘中带有IL. 2受体的母体或胎儿细胞,包括活化T细胞, 部分B细胞与单核细胞,大颗粒淋巴细胞 (LGL).IL一2促进母亲胎儿T,B细胞增殖, 分化和多种细胞因子与抗体的产生;活化巨 噬细胞,增强细胞毒T细胞(CTL),NK细 胞,LAK细胞的杀伤活性;在刺激胎儿造血, 局部抗感染以及局部特异性和非特异性免疫 屏障的构成等方面有重要意义. 2.2.2IL一10 IL一10来自单核细胞,T细胞或母婴界 面的其它炎症细胞.体外实验发现,妊娠各 阶段滋养层细胞均可产生有生物活性的IL一 10.滋养层细胞,包括细胞滋养细胞及合体 滋养细胞是胎盘IL一10的主要来源.IL10 在胎盘中的表达是一个随孕期而变化的过 程….正常妊娠,怀孕早期及中期胎盘主要 国医堂壹生虫痼皿 表达IL一10.IL一10在孕晚期胎盘组织中迅 速下降,这也许与分娩发动有关.IL一10通 过抑制IFN一7的产生而影响M夺活化,从而 抑制母体对胎儿同种异体移植物的反应;IL— l0也可抑制抗原呈递,直接或间接抑制 CD8和NK细胞的活性,因而对于正常妊娠 的维持具有重要作用. 2.3TNF-仅 胎盘局部蜕膜与纤维组织中的大量 M辛,Hofbauer细胞,羊膜,绒毛膜,体外受精 卵,正常滋养细胞,绒癌细胞的体外培养液中 均可检出TNF—a.已证实胎盘和子宫组织 均可产生TNF—a.在人类,TNF-amRNA及 其蛋白主要存在于合体和细胞滋养细胞上, 蜕膜中亦存在有生物活性的TNF—a.它是 一 种多功能的细胞因子,其主要作用是介导 免疫防御反应,同时对于介导细胞的增生,分 化和促进细胞凋亡亦起一定的作用.’. 在孕期,TNF-a的表达是一个精确调控的过 程,在孕中期达高峰,然后维持此水平直至分 娩.子宫及胎盘中TNF-a的作用至今未能 阐明.一般认为TNF—a对于子宫白细胞的 迁移和生物活性存在调节作用,并能影响子 宫收缩力.在孕早期,一定水平的TNF-a的 表达是维持正常妊娠所必需的.但TNF-a 过多又可导致流产和早产.TNF-a有两种 不同类型的受体(TNFR),即P55和fy75,两 种受体介导不同的细胞反应,而妊娠子宫及 胎盘中同时存在此两型受体.有报道P55 在流产患者的子宫和胎盘中明显升高.但对 小鼠的研究表明,TNF-a对小鼠滋养层是无 害的,甚至是维持妊娠的关键因子. 3孕期弓形虫感染细胞免疫与妊娠结局的 关系 在免疫正常人群,弓形虫母婴垂直传播 一 般发生于孕期急性感染者,偶有报道感染 出现在孕前6—8周内,而免疫缺陷人群 ? l6l? (如艾滋病患者)也可在慢性感染的基础上发 生.在法国进行的大样本回顾性研究表明, 孕期母婴垂直传播的机率及围产儿感染后发 病的严重程度与母亲孕期感染时问有关,且 孕期母婴垂直传播的机率与围产儿感染后发 病的严重程度呈反比.怀孕早期及中期感染 者其新生儿可出现严重的先天性弓形虫病, 好发时间为怀孕l0—24周.怀孕晚期感染 者其新生儿出生后可无明显的临床表现,而 在以后的发育中出现眼疾及智力发育低下等 先天性弓形虫病.但其垂直传播机率随孕期 进展而上升,文献报道在孕早期感染弓形虫 而未经治疗的妇女中,母婴垂直传播机率为 l0%一25%,孕中期为30%一54%,而孕晚 期可高达60%一65%. 目前对于妊娠的维持,比较一致的观点认 为,正常妊娠是以啦型细胞因子为主的生 理现象,而Thl型细胞因子的过度表达将导 致病理性妊娠.弓形虫感染时机体为了对 抗弓形虫入侵分泌较多的Thl型细胞因子 (IL-2,IFN一7,TNF-a),因而孕期弓形虫感染易 致流产,早产.IFN一7,\『F-a的过度表达不利 于胚胎和胎儿的发育,胎儿宫内发育迟缓率增 加.早孕期由于弓形虫的直接作用或药物的 问接影响,胎儿畸形发生率增加.同时,早孕 期由于胎儿免疫系统未发育,对外来抗原刺激 无反应,加之弓形虫易于侵袭幼稚细胞引,一 旦出现母婴垂直传播则胎儿所受影响严重. 而随妊娠进展,胎儿免疫系统逐渐建立,怀孕 3个月末胎儿淋巴细胞即对抗原刺激产生免 疫反应,免疫活性物质IgG通过胎盘量亦增 加.现已证实IgG通过胎盘在早孕期少,在怀 孕22周后迅速增加,怀孕33周时的水平与母 体血清水平相同,此后继续增加,孕晚期约为 母体血清的2倍.合体滋养细胞是将IgG 从母体血液运输至胎儿载体,而在此过程中细 胞滋养细胞是一道屏障.妊娠早期,IgG由于 细胞滋养细胞的屏障作用而在合体滋养细胞 ? 162? 中积聚,因而绒毛间质功能是否出现与母体细胞免疫相 分离的现象(妊娠期细胞免疫功能下降,但随 妊娠进展逐渐恢复),至今尚无相关研究. 4结语 总之,尽管近10多年来对弓形虫感染作 了大量研究,但对于孕期感染研究仍较少.感 染弓形虫后孕妇体内及胎盘局部细胞免疫的 改变及其机制目前尚不清楚.胎盘作为孕期 一 个特殊的免疫器官,已证实其对于预防IIJL 宫内感染存在一定的屏障功能.研究胎盘屏 障功能在细胞免疫水平上的改变,对于探索临 床预防性新药的开发,预防及阻断母婴垂直传 播治疗的建立均可提供科学依据. 参考文献 l于思蔗等.弓形虫病学,福建科学技术出版社出 版,第一版,福建,1992;178—193 2王崇功.江苏医药,1989;15(7):399—401 3MandellGLeta1.感染病学,科学出版社出版, 第五版,北京,2001;2867—2868 4王海琦等.南京医科大学,1997;17(5): 433—438 5RomandSeta1.ObstetGyneeol,2001;97(2): 296—300 2002年7月第29卷第4期 6I~,sieresMHeta1.ObstetGynecol,2001;94(1): 37—45 7TsudaHMeta1.ClinExplnmmno1.2001;123 (1):1051ll 8SuzukiYeta1.ParasitolRes,1994;80(2):125. 130 9张爱明等中国寄生虫学与寄生虫病杂志, l998;16(6):436—440 10BilliauA.Advlmnmnol,1996;626l6330 llHunterCAeta1.JlnfDis,1994;l70(5):1057— 1067 12LangerrnansJAeta1.Jlmmunol,1992;148(2): 568—574 l3方艳秋等.免疫学杂志,2000;16(3):196—199 14NeyerLEeta1.1nflnmmnity,1997;65(5):1675— 1682 15GazzinelliR’I,eta1.Jlnmmnol,1992;148(6): 1792—1796 l6方艳秋等.免疫学杂志,1999;15(1):32—34 17KingAeta1.JReprodlnmmnol,1993;23(1):51— 62 l8YuiJetalPlacenta,1994;15(8):819—835 19ChemickyCLeta1.MolReprodDev,1996;43 (2):180186 20HannaNeta1.JInmmnol,2000;164(11):5721— 5728 21YangYeta1.JInmmnol,1993;150(12):5614— 5624 22GorivexJskyMeta1.JInn’nunol,1998;160(9): 4280—4288 23VogelNeta1.ClinInfDis,1996;23(5):1055— 1060 24RaghupathyReta1.CellImmunol,1999;196(2): 122—130 25张健宁等.中国人兽共患病杂志,1995;ll(3): 2l l9— 26LandorM.AnnAllergyAsthmaInmaunol,1995; 74(4):279—283 27BrightNAetalJHistochemCytochem,1995;43 (9):933—944